Методическая разработка открытого урока по дисциплине Сооружение горных выработок на тему Горнопроходческие комбайны


Министерство образования и науки Луганской Народной Республики
ГОУ СПО ЛНР «Ровеньковский технико-экономический колледж»
Методическая разработка
открытого урока
по дисциплине
«СООРУЖЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК»
на тему: «Горнопроходческие комбайны»
для специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Автор – составитель:
Богатырева Н.Б.,
преподаватель специальных
горных дисциплин
Ровеньки-2017
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии
горных дисциплин
Протокол № _____ от ______________ 2017г.
Председатель ЦК А.Н. Бойко
Автор: Н.Б. Богатырева,
преподаватель дисциплины
«Сооружение горных выработок»
Аннотация
Открытый урок по теме «Горнопроходческие комбайны» представляет собой комбинированный урок с применением современных педагогических технологий: мультимедиа, видео - трансляции, что способствует индивидуализации обучения, развивает способность принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность, оказывает эмоциональное воздействие на студентов, и, тем самым, повышает эффективность обучения.
Данный урок входит в обучающую программу в разделе «Ведение технологических процессов горных и взрывных работ» в модуле ПМ.01 - профессиональных дисциплин. Предназначен для студентов 2 курса специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых». Подготовлен с учетом современных образовательных технологий. Развивает необходимые навыки и умения, предусмотренные программой, умения рационального подхода при решении комплексных задач.
В целях лучшего управления учебной деятельностью, побуждения к целенаправленной активной деятельности студентов заранее было дано домашнее задание - подготовка презентации, сообщение, видео-трансляции по теме. Это позволило обеспечить состояние заинтересованности, увлечённости, а также стимулировать интеллектуальность, активность студентов (ОК 1, 2, 3, 4, 5, 8). Формированию интеллектуальных качеств личности студента помогает необычность, нестандартность формы изложения материала.
Данная методическая разработка может представлять интерес для преподавателей различных дисциплин при подготовке и проведении занятий с применением инновационных технологий.
Открытый урок по теме: «Горнопроходческие комбайны»

Тип урока: комбинированный.
Форма урока: метод беседы с использованием объяснения.
Цели урока:
Образовательные:
- познакомить студентов с горнопроходческими комбайнами, областью их применения;
- научить применять имеющиеся знания в конкретной профессиональной ситуации;
- расширение кругозора;
- совершенствовать навыки использования образовательных возможностей сети Интернет;
- формировать умения анализировать и обобщать учебный материал.
Развивающие:
- развивать инициативу студентов, логическое мышление;
- развивать интуицию, основываясь на полученных знаниях;
- формировать навыки и умения межличностного общения;
- развивать ответственность за работу и выполнение задания.
Воспитательные:
- прививать интерес к профессии, ответственность за свой труд, бережное отношение к оборудованию;
- способствовать воспитанию чувства коллективизма и взаимопомощи.
Форма организации познавательной деятельности: групповая.
Виды учебных ситуаций: самостоятельная работа студентов, совместная работа преподавателя и студентов.
Межпредметные связи: дисциплины «Горные машины и комплексы», «Разрушение горных пород».
Задачи урока: Освоение общих и профессиональных компетенций, обеспечивающих готовность студентов к реализации основных видов профессиональной деятельности в соответствии с получаемой квалификацией специалиста среднего звена.
Оснащение урока: компьютер, мультимедийный проектор, раздаточный материал, творческие работы студентов (презентации, сообщения).
Заключительный этап урока:
Систематизировать и контролировать с помощью задания знания о горнопроходческом оборудовании. Рефлексия.
Общие компетенции, развиваемые на уроке:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять
к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы
выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
План урока:
Элементы урока Время (мин.)
Организационный момент (взаимное приветствие, контроль присутствия) 3
Формулировка темы урока, постановка целей и задач 3
Актуализация знаний. Проверка теоретической готовности студентов к изучению новой темы, выполнению задания 15
Объяснение новой темы (работа в группах – презентации, сообщения) 44
Закрепление изученного материала (выполнение контрольного задания) 10
Итог урока. Рефлексия учебной деятельности, домашнее задание. 5
Итого 80 минут
Технологическая карта урока
1. Организационный момент
Преподаватель приветствует аудиторию, знакомит с формой проведения урока (комбинированный урок), выводит аудиторию на тему урока, ставит цели урока, мотивирует к предстоящей учебной деятельности. При этом делается акцент на связь между изучаемой темой и современным рынком труда, акцентируется внимание на использовании современных технологий.
Преподаватель обращает внимание на межпредметные связи.
2. Формулировка темы и постановка целей и задач
Задачи урока: Освоение общих и профессиональных компетенций, обеспечивающих готовность студентов к реализации основных видов профессиональной деятельности в соответствии с получаемой квалификацией специалиста среднего звена;
формирование умения рационального подхода при решении комплексных вопросов выбора проходческого оборудования для конкретных горно-геологических условий.
3. Актуализация знаний студентов
Кратко раскрыть следующие понятия.
1. Проведение выработки - …..
2. Скорость проведения - …..
3. Проходческий цикл - ….
4. Производственные процессы - …..
5. Способы проведения подготовительных выработок - ….
6. Механизация горнопроходческих работ при проведении выработок буровзрывным способом - ….
7. Способы бурения шпуров - ….
8. Назначение породопогрузочных и буропогрузочных машин - ….
4. Объяснение новой темы
Лекция преподавателя, сообщения студентов, презентации (подготовка сообщений, презентаций по теме производится малыми группами студентов заранее в качестве домашнего задания).
Лекция
(материал для составления конспекта)
План
Достоинства комбайнового способа проведения горных выработок по сравнению с буровзрывным.
Комбайны бурового действия, их достоинства, недостатки.
Комбайны избирательного действия.
Научно-технический прогресс в области проведения горных выработок, являющихся важнейшим элементом современной технологии добычи полезных ископаемых, в основном реализуется путем развития комбайнового способа проходки. Последний обеспечивает по сравнению с буровзрывным способом более высокие темпы проходки и производительность труда.
Удельный вес комбайновой проходки в угольной промышленности России в настоящее время составляет около 50% объемов проходки. Из них около 40% проходится по углю. Намечено увеличение удельного веса комбайновой проходки до 80%. Значительно увеличатся объемы проходки выработок по углю, что обусловлено проведением политики реструктуризации отрасли, предусматривающей прекращение добычи угля из маломощных пластов, сокращение добычи на крутопадающих пластах.
В угольной промышленности РФ до недавнего времени парк проходческих комбайнов состоял из 789 комбайнов, из них в работе находилось 487. Около 90% этого парка представлены комбайнами 1ГПКС, 1ПК-Зр и 4ПУ. Все эти комбайны оснащены продольно-осевыми коронками.
При комбайновом способе проведения горных выработок существенно сокращается число основных процессов проходческого цикла по сравнению с буровзрывной технологией. Вспомогательные процессы остаются такими же, как и при буровзрывной технологии. Большое внимание следует уделять пылеподавлению. По существу технология строительства сводится к механическому разрушению массива, погрузке и транспортировке породы, что можно выполнять одновременно с возведением постоянной крепи. Такие процессы, как бурение шпуров, заряжание и взрывание, проветривание и приведение забоя в безопасное состояние после взрывания, исключаются из проходческого цикла. Для комбайновой технологии строительства характерна циклично-поточная организация труда. Поэтому большое значение приобретает своевременность выполнения вспомогательных процессов: настилка рельсовых путей, увеличение длины конвейеров, прокладка труб и кабелей, устройство водоотливной канавки и др., относительная трудоемкость которых в связи с недостаточным уровнем их механизации значительно возрастает.
Основными достоинствами комбайнового способа проведения горных выработок являются:
•    полная механизация и совмещение по времени основных процессов выемки и погрузки горной массы, при применении временных передвижных крепей с этими работами совмещают также возведение постоянной крепи;
•    выемка породы производится в пределах проектного контура выработки без нарушения сплошности окружающего массива;
•    увеличение темпов проходки и производительности труда рабочих в 2-2,5 раза по сравнению с буровзрывным способом проходки;
•    снижение стоимости строительства;
•    повышение безопасности и улучшение санитарных условий работ.
В качестве одного из основных критериев оценки сопротивляемости пород разрушению механическим способом принят предел прочности пород при одноосном сжатии. Эффективность работы проходческих комбайнов зависит не только от прочностных свойств пород, но и в значительной степени от их абразивности, так как последняя изнашивает породоразрушающий инструмент, изменяя его геометрию, обусловливает рост усилий, действующих на комбайн в целом.
Выбор параметров режима разрушения производят с учетом хрупкости и вязкости пород. Эти характеристики определяют как частное от деления пределов прочности пород на одноосное сжатие и растяжение.
Нарушенность и трещиноватость массива также оказывают существенное влияние на сопротивляемость его разрушению механическими способами.
Применяемые в настоящее время в промышленных условиях проходческие комбайны делятся на две группы: бурового типа (роторные) и стреловые.
Комбайны бурового типа могут разрушать породы с крепостью до 150 МПа и более. Они работают по принципу распорно-шагающих механизмов и обеспечивают проходку выработок круглой формы. Проходческие комбайны бурового действия имеют роторный исполнительный орган, объединяющий функции разрушения породы, погрузки и транспортировки, снабженный шарошками лобового резания, погрузочными ковшами и ленточным конвейером. Роторный исполнительный орган разрушает породу шарошками одновременно по всей площади забоя и поэтому требует усилия подачи 1400—1600 кН и выше, а также большой мощности электродвигателей: 440—540 кВт — для исполнительного органа, 660—850 кВт — для всего комбайна и 900— 1100 кВт — для комбайна со вспомогательным оборудованием.
Недостатками комбайнов бурового действия являются: ограниченная мобильность из-за сложного распорно-шагающего устройства; большие масса и длина комбайна (масса 90—250 т, длина 15—16 м); способность проходить только выработки круглого сечения с большим радиусом искривления (100—140 м); необходимость замены роторного исполнительного органа при изменении размеров выработки; громоздкость комбайна, затрудняющая его осмотр, ремонт и выполнение работ по креплению выработок; высокая трудоемкость монтажных работ (на доставку и монтаж затрачивается 1000—2500 чел.-смен без учета устройства специальной камеры объемом до 1200-1500 м3).
В связи с высокой стоимостью и большими затратами времени на монтажные работы комбайны бурового действия целесообразно применять только при проведении длинных малоискривленных выработок, в настоящее время их, как правило, применяют для проведения длинных тоннелей и реже — выработок в шахтах.
Практический интерес для горнодобывающих предприятий представляют стреловые проходческие комбайны или, как их еще называют, комбайны избирательного действия, которые позволяют полностью механизировать процесс отбойки и погрузки горной массы. Эти мощные самоходные агрегаты снабжены режущей головкой и погрузочным органом. Как правило, комбайны имеют гусеничный ход, но имеются модификации на пневмоколесном и рельсовом ходу. Погрузочный орган обычно представляет собой комбинацию нагребающих лап или нагребающего ковшового органа со скребковым или цепным конвейером. Комбайны избирательного действия имеют по сравнению с комбайнами бурового типа следующие преимущества: более маневренны, их можно монтировать в выработках небольшой площади сечения (8—10 м2) без применения специального оборудования, обеспечивают раздельную выемку горной массы в смешанных забоях в выработках любой формы, после окончания проведения выработки переводятся в другой забой без перемонтажа, имеют меньший вес и дешевле комбайнов бурового действия. Имея перечисленные преимущества, стреловые комбайны значительно (в 2—4 раза) уступают комбайнам бурового типа по производительности.
Комбайны избирательного действия выпускаются двух типов: тяжелого (масса более 40 т) и легкого (масса до 20 т). В настоящее время в основном применяют комбайны легкого типа (более 85%) с резцовыми исполнительными органами. За рубежом находят применение (около 70%) комбайны тяжелого типа в породах с прочностью на сжатие более 60 МПа. В породах меньшей прочности используют комбайны легкого типа как при проходке выработок, так и при добыче полезных ископаемых.
При проведении выработок по угольным пластам в США, Австралии, Великобритании, Канаде и других странах в подавляющем большинстве случаев применяют проходческие комбайны системы «Континиус майнер» с широкозахватным исполнительным органом. Эти комбайны обеспечивают высокие темпы проходки — до 20 м/сут и более.
Главной частью рабочего органа стрелового комбайна является режущая головка, выпускаемая двух типов: с продольным и поперечным перемещением.
Режущие головки с продольным перемещением имеют конусную, сферическую или шнекообразную форму, с поперечным — форму барабана, сферы или нескольких дисков, вооруженных твердосплавными резцами. Линейная скорость режущих головок составляет 1—3,5 м/с. В крепких породах увеличение скорости вызывает повышенный износ резцов и пылеобразование.
В некоторых конструкциях комбайнов используют телескопические стрелы, что увеличивает объем проходки из одного положения машины. Отбойку породы осуществляют за счет напорного усилия, создаваемого движением комбайна, и вращательного движения режущей головки. Дополнительные усилия, разрушающие породу, возникают также благодаря боковому перемещению стрелы комбайна.
При использовании режущей головки с продольным перемещением направление ее внедрения в забой (направление зарубки) перпендикулярно окружному усилию, поэтому головку можно внедрить в забой при относительно малых усилиях. Зарубку ведут путем подачи машины на забой при небольшом повороте стрелы комбайна. Для крепких пород рекомендуют горизонтальное положение стрелы. Максимальная глубина вруба равна длине режущей головки, но обычно она составляет 0,5—0,7 ее длины. В зависимости от направления залегания слоев пород в забое главное направление резания может быть горизонтальным, вертикальным или наклонным. Толщина снимаемой стружки колеблется от нескольких сантиметров до значений, равных диаметру головки. Например, при диаметре головки 1 -1,5 м в породах с пределом прочности на сжатие до 100 МПа толщина стружки составляет 10-30 см.
При движении режущей головки с поперечным перемещением направление ее внедрения в забой совпадает с окружным усилием, поэтому для внедрения необходимо более значительное усилие подачи. Дополнительно к подаче машины на забой производят активные движения стрелой. Обычно вруб располагают в верхней части забоя и выполняют его в виде горизонтальной щели. Максимальная глубина вруба составляет 0,75 диаметра режущей головки. Резание можно производить только в одном направлении (например, сверху вниз). Величина подачи головки практически постоянна.
Режущие головки обоих типов оборудованы однотипными резцами, их форма, размеры и тип твердого сплава зависят от крепости разрушаемых пород. Охлаждение резцов и пылеподавление осуществляют водой, подаваемой через специальные форсунки, расположенные на режущей головке.
Большинство проходческих комбайнов избирательного действия работают с поворотными круглыми резцами. Эта конструкция в настоящее время используется всеми изготовителями проходческих комбайнов.
Комбайны избирательного действия обладают следующими основными достоинствам и: возможность обработки забоя выработки любой формы, кроме круглой, с площадью поперечного сечения от 4 до 30 м2 и более; обеспечение селективной выемки; возможность установления крепи в непосредственной близости от забоя; высокая маневренность и относительно малая масса.
К основным недостаткам комбайнов избирательного действия относят: цикличное действие при разработке породы на части забоя, что снижает эксплуатационную производительность комбайна; неуравновешенность в продольном и поперечном направлении и конструктивная сложность исполнительного органа, связанная с возникновением динамических нагрузок; более сложная конструкция погрузочных устройств; невозможность проведения выработок по крепким, абразивным породам; пылеобразование и низкая эффективность средств борьбы с пылью.
В настоящее время большое внимание уделяется созданию кoмплeксов на базе проходческих комбайнов избирательного действия с целью механизации основных процессов и совмещения выемки горной массы с креплением выработки и другими работами. Комбайновые комплексы состоят из набора оборудования для механизации основных процессов. В зависимости от типа комбайна подбирают остальное оборудование, обеспечивающее высокие скорости проходки и высокую производительность труда по всей технологической цепочке. Расчетные скорости проведения выработки достигают 400 м/мес и производительность труда рабочего до 10 м3/ч.
ГОУ СПО ЛНР «Ровеньковский технико-экономический колледж»
ИНФОРМАЦИЯ
К открытоМУ урокУ
по дисциплине
«СООРУЖЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК»
на тему: «Горнопроходческие комбайны»
«Проходческий комбайн Якова Гуменника»
Выполнил:
студент группы 2ПРМПИ-15
Силенко В.В.
Ровеньки-2017
ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН ГУМЕННИКА - ПКГ

В 1954 г. изобретатель-самоучка Яков Гуменник создал опытный образец комбайна, предназначенного для добычи угля в шахтах, который назвал ПКГ-1(Проходческий комбайн Гуменника). ПКГ-1 - это самоходно-проходческая машина с планетарным исполнительным органом, предназначенная для проведения выработок сечением- 3,2 м2, главным образом, по углю. Опытный образец комбайна проходил испытания на шахтах Кузбасса. Средняя скорость проходки составила в процессе испытаний 6,5 пог. м в час, производительность рабочего составила 1,75 пог.м выработки в смену. Учитывая положительные результаты испытаний, Гипроуглемаш с участием автора спроектировал ряд более усовершенствованных моделей комбайна - ПКГ-2, затем ПКГ-3, ПКГ-4. На ПКГ-3 и ПКГ-4 были установлены мировые рекорды
по добыче угля.В 1958 г. в июльском номере журнала "Юный техник" вышла статья "Тяжёлое орудие химиков" инженера К. Виленской о Якове Гуменнике и его комбайнах. В те годы уголь стал уже не только источником энергии, но и сырьём для химической промышленности (капрон, удобрения, пластмассы, лаки и др.), поэтому и статья названа соответствующим образом. Предлагаю вам ознакомиться с той частью этой статьи, которая непросредственно касается комбайнов.---Запасы угля в нашей стране огромны. Только в восточных районах под землей скрыто несколько миллиардов тонн «черного золота». Добыча угля с каждым годом растет. Множество машин работает в угольных шахтах, и среди них машина, получившая высокую оценку — угольный комбайн «ПКГ» («Проходческий комбайн Гуменника»)....Сын талантливого механика Яков Гуменник с детства перенял у отца любовь к машинам.Его трудовая жизнь началась рано. Подростком пришел он на шахту. Начал с работы в мастерских. Молодой слесарь ремонтировал машины. Казалось бы, чего особенного? Но Яков Гуменник работал со страстью. По-своему видел он машины. Опыта не было, но каким-то внутренним чутьем он распознавал их достоинства и недостатки. И в каждой старался обязательно что-нибудь изменить, внести что-то новое, свое. Товарищи удивлялись, называли его выдумщиком, «чудаком с золотыми руками».А время шло. Накапливался опыт, знания. Росло мастерство. Гуменник уже отличный механик, начальник мастерской. Его уважают, с ним советуются.Ремонт машин — важное дело. Но если ты чувствуешь, что можешь не только возвратить к жизни старую машину, но и создать новую, то это надо сделать. Надо!..Книги приходят на помощь. Поддерживают товарищи. Настойчиво, терпеливо сидит над чертежами молодой новатор. Он верит: машина будет!И вот конструкция нового проходчика разработана. Первый опытный образец спущен в шахту. Собрались инженеры, горняки. Гуменник сам встал у пульта управления. Он волнуется. Да и как же иначе? Непривычно выглядел проходчик — небольшая тележка, а на ней длинные стальные стволы с тремя гусеницами. Впереди исполнительный механизм — диски с зубками. Проходчик не подпиливал уголь, как врубовая машина, а скалывал его, как кайла, — старое, испытанное ручное орудие шахтеров. Новая машина была проще, а работала быстрее, производительнее старых.Испытание выдержано на «отлично»!Удача вдохновила Гуменника, и он задумал создать самоходный проходческий комбайн.Снова берется он за чертежи, садится за книги, из старых ненужных деталей сам собирает комбайн.Два года упорного труда — и новая машина «ПКГ-1» блестяще выдерживает серьезное испытание. Она проходит наклонную выработку в 6 раз быстрее старых машин.За комбайном «ПКГ-1» последовал «ПКГ-2» и, наконец, «ПКГ-3», на котором был установлен мировой рекорд проходки шахтных выработок.120 м в сутки проходил комбайн на шахте «Байдаевская» в Кузбассе. Но и это, несомненно, еще не предел.Правительство высоко оценило конструкторскую работу Я. Гуменника и его товарищей. За создание скоростного проходческого комбайна «ПКГ-3» он вместе с начальником шахты «Байдаевская» М. Ковальчуком 22 апреля 1958 года был удостоен почетного звания лауреата Ленинской премии.Как же работает комбайн?Электромотор приводит во вращение главный вал комбайна. Через систему зубчатых передач его движение передается двум штангам, на которые насажены диски с зубками. Диски вращаются вокруг штанг, которые, в свою очередь, движутся вокруг главного вала. В результате этого диски с зубками движутся по сложным кривым — пространственным эпициклоидам, выдалбливая узкие кольцевые щели, между которыми остаются «гребешки». «Гребешки» по мере углубления дисков в забой скалываются «клеваками» — острыми выступами, установленными на штангах между дисками. Измельченный уголь подхватывают ковши, вращающиеся вокруг оси забоя. Они поднимают его вверх и ссыпают на конвейер.Модель ПКГ-3В чем достоинство исполнительного органа «ПКГ-3»? Прежде всего в том, что с углем соприкасаются не все зубки сразу, а только часть — 5—6 зубков. И поэтому все напорное усилие главного электродвигателя передается только на эти 5—6 зубков. Создаются большие удельные нагрузки. Вот почему комбайн «ПКГ» имеет высокую производительность.Комбайн «ПКГ-3» — не последняя работа Я. Гуменника. На гидрошахтах уже работают первые образцы «ПКГ-4» (на картинке вверху - statehistory). В этом комбайне вы не найдете механического транспортера и ковшей, которые загребали бы измельченный уголь. Шнековые лопасти загребают уголь по ходу вращения и доводят его до нижней точки сектора. Здесь из сопла подается струя воды с давлением от 5 до 8 атм, и уголь смывается под машину в желоб гидротранспортера. Машина стала гораздо проще и удобнее в обращении. Скорость проходки увеличилась до 30 м в час. В январе этого года на комбайне «ПКГ-4» был установлен новый мировой рекорд: за месяц на гидрошахте «Полысаевская-Северная» прошли 1 434 м.Сейчас у автора замечательной машины, которую можно назвать «тяжелым орудием химиков», новые планы дальнейшего совершенствования «ПКГ».Пожелаем ему больших творческих успехов!--
ГОУ СПО ЛНР «Ровеньковский технико-экономический колледж»
СООБЩЕНИЕ К открытоМУ урокУ
по дисциплине
«СООРУЖЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК»
на тему: «Горнопроходческие комбайны»
Выполнил:
студент группы 2ПРМПИ-15
Зуй В.С.
Ровеньки-2017
ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН (а. heading machine, tunnelling machine, roadheader; н. Vertriebsmaschine; ф. machine de creusement, соmbine de tracage, tunnelier; и. minador, topo, tunelera) — горная машина, предназначенная для разрушения массива горных пород, погрузки горной массы в транспортные средства (вагонетки, конвейер, перегружатель и др.). Применяется при проходке горных горизонтальных и наклонных выработок, стволов (см. Стволопроходческий комбайн), строительстве тоннелей (см. Тоннелепроходческая машина). Различают проходческие комбайны избирательного и сплошного разрушения.
Проходческие комбайны избирательного разрушения — машина со стреловидным исполнительным органом с фрезерной коронкой (рис. 1), снабжённой, как правило, резцовым режущим инструментом, обеспечивающим разработку забоя любой формы поперечного сечения.
Такой комбайн может выполнять раздельную выемку и транспортировку полезных ископаемых и вмещающих его пород. Современные проходческие комбайны избирательного разрушения характеризуются возможностью использования сменных фрезерных коронок в различных горно-геологических условиях, навесного оборудования для выполнения вспомогательных операций (подъёма верхних элементов крепи, анкерования кровли и боков выработки и т.д.), приспособлений для обеспечения устойчивости комбайна, в т.ч. в наклонных выработках, средств автоматизации режима работы (лазерный контроль за направлением движения, программное управление и т.д.) и элементов диагностики.
Проходческие комбайны избирательного разрушения подразделяют на машины: лёгкого типа (с массой до 20-25 т, мощностью двигателя исполнительного органа до 60-80 кВт), обеспечивающие разрушение горных пород с пределом прочности на одноосное сжатие scж до 70-80 МПа при сечении выработок до 20-25 м2; среднего типа (35-50 т, 100-160 кВт) для разрушения горных пород с scж до 100-110 МПа при сечениях до 35 м2; тяжёлого типа (до 100-110 т, до 300-400 кВт) для горных пород с scж до 140-150 МПа при сечениях до 40-45 м2. Все типы комбайнов оборудуются, как правило, гусеничным ходом. Проходческие комбайны лёгкого и среднего типов наиболее распространены на угольных шахтах  (CCCP, ПНР, ЧССР, ФРГ), где с их использованием проводится около 40-45% горных выработок. Средняя скорость проведения выработок такими комбайнами 140-160 м/месяц, максимальная — до 1500 м/месяц, производительность проходческого комбайна втрое выше, чем при буровзрывной проходке. Проходческие комбайны избирательного разрушения тяжёлого типа используются в горной промышленности и тоннелестроении. С переходом от проходческого комбайна лёгкого типа к комбайнам среднего и тяжёлого типа связывается повышение в CCCP объёма комбайновой проходки до 48-50% к 1990. Лучшие зарубежные образцы проходческих комбайнов избирательного разрушения производят фирмы "Vцst Alpine" (Австрия), "Paurat" и "Westfalia Lьnen" (ФРГ), "Dosсо" (Великобритания) и др.

Проходческие комбайны сплошного разрушения отличает наличие исполнительного органа роторного типа с буровой коронкой, снабжённой, как правило, шарошечным инструментом и специальными ковшами, одновременно разрушающей весь забой и обеспечивающей захват и погрузку горной массы (рис. 2).
Диаметр буровой коронки проходческого комбайна от 4 до 10 м (наиболее распространённый — 5-6 м); комбайны могут быть оборудованы дополнительными фрезами для придания выработкам арочной формы. Проходческие комбайны сплошного разрушения проводят выработку в основном тоннельного (также шахтного) типа в крепких горных породах с scж до 180 МПа. Масса машин при диаметре 5-6 м — до 200 т, мощность двигателей исполнительного органа 500-700 кВт.
Современные проходческие комбайны сплошного разрушения (например, отечественные "Союз-19у", KPT) характеризуются наличием средств автоматического управления и элементов диагностики. Ведутся работы по снижению массы комбайнов и их энерговооружённости путём совершенствования конструкций распорно-шагающих устройств и исполнительного органа.
Возрастают объёмы применения проходческих комбайнов сплошного разрушения в горнодобывающей и, в частности, в угольной промышленности (ФРГ, Франция). Эффективная область их использования ограничивается проектной (не менее 2-3 км) протяжённостью выработок при высокой (250-400 м/месяц) скорости проходки. Лучшие зарубежные образцы проходческих комбайнов сплошного разрушения производят фирмы "Robbins" (США) и "Demag" (ФРГ).
ГОУ СПО ЛНР «Ровеньковский технико-экономический колледж»
СООБЩЕНИЕ К открытоМУ урокУ
по дисциплине
«СООРУЖЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК»
на тему: «Горнопроходческие комбайны»
Выполнил:
студент группы 2ПРМПИ-15
Руденко И.Г.
Ровеньки-2017
Во всех ведущих добывающих странах при добыче угля комбайновый способ проходки горных выработок сегодня опережает буровзрывные методы. В США, Польше и Великобритании комбайны используются в 60-80% случаев. В самом «угольном» российском регионе, Кузбассе, на него приходится 98% подготовительных работ к добыче угля. 
Весовые категорииВ современной горнопроходческой практике используется в основном два вида машин комбайнового типа. Особым спросом у горнодобытчиков сегодня пользуются проходческие комплексы избирательного действия. Эти машины на гусеничном ходу оборудованы стреловидным исполнительным органом с фрезерной коронкой, как правило, снабженной резцовым режущим инструментом. В современных моделях фрезерные коронки можно менять в зависимости от горно-геологических условий. Кроме того, комбайн с помощью дополнительного навесного оборудования способен выполнять вспомогательные операции: поднимать верхние элементы крепи, анкеровать кровлю и блоки выработки и другое. Для работы в наклонных выработках используются специальные приспособления, обеспечивающие устойчивость машины. Последнее поколение таких проходческих машин полностью автоматизировано. Направление движения контролируется с помощью лазерных устройств. Проходческие комбайны избирательного действия легкого типа (вес — 20-25 тонн) применяются для выполнения выработок сечением до 20-25 мІ. Средний тип комбайнов проходит выработки до 35 мІ в сечении. Тяжелый — до 40-45 мІ. Сечение на выборОсновная причина высокой популярности этого вида проходческого оборудования — относительная простота конструкции и хорошая маневренность. С помощью комбайнов избирательного разрушения можно производить выработки любого сечения: в форме трапеции, прямоугольника, арки и так далее. Кроме круга. Исполнительный орган совершает качательные движения — горизонтально и вертикально. Машины устанавливаются на гусеничную базу и применяются для создания наклонных и горизонтальных выработок по углю и углю с присечкой породы. Отбитая порода загружается на транспортер с помощью нагребающих лап в форме звезды с тремя или шестью лучами. А чтобы в забое было меньше пыли, комбайны оснащаются системой пылеподавления.    Однако такое оборудование имеет свои недостатки, минимизировать которые постоянно стремятся производители. Так, крепость пород, с которыми могут работать эти машины, ограничена. Они не всегда достаточно устойчивы во время работы, что создает сложности в управлении. А последовательный способ отработки забоя ограничивает рост производительности.Основные поставщики проходческих комбайнов избирательного действия в мире — шведская компания Sandvik, американская Caterpillar, британская JOY.
По всему диаметруПроходческие комбайны сплошного (неизбирательного) действия применяются в отечественной практике значительно реже. В основном — для подготовки к очистным работам: выполнения подготовительных выработок на месторождениях угля, калийных солей с незначительной присечкой некрепких пород до ƒ 4, а также для добычи угля камерно-столбовым методом (КСО). Исполнительный орган в таких машинах — роторного типа с буровой коронкой, которая обычно оснащается шарошечным инструментом и специальными ковшами. Диаметр коронки — от четырех до десяти метров, самый распространенный размер — пять-шесть метров. Она работает одновременно по всему сечению забоя, захватывая и отправляя на погрузку горную массу. Благодаря наличию буровой коронки, такие машины еще называют комбайнами бурового действия.Буровые комбайны по конструкции более сложные, чем стреловидные машины избирательного действия. Их масса достигает 130 тонн. И стоят они дороже. Применение такого оборудования экономически оправдано для выполнения выработок длиной не меньше 800-1000 м. Самые известные производители проходческих комбайнов неизбирательного действия — компании Robbins в США и Demag в Германии. В России подобные машины разработаны на Копейском машиностроительном заводе для проведения выработок по калийным солям.
Редкий случайВ свое время в СССР для проходки вертикальных шахтных стволов активно применялась еще одна разновидность комбайнов — стволопроходческие. Самый глубокий ствол, пройденный таким способом, достиг 1107 метров: в Донбассе, на шахте им. М. И. Калинина. В целом же в 1980-1990-х с помощью комбайнов проходили около 10-15% общего числа стволов. И обходилось это два-три раза дороже буровзрывных работ. Сегодня комбайновый способ в проходке вертикальных стволов используется нечасто. По мнению экспертов, в ближайшие 10-15 лет лидировать в этом сегменте будут буровзрывные методы.

5. Закрепление изученного материала (выполнение контрольного задания)
Выбрать способ проведения выработок для конкретных горно-геологических условий и средства механизации. Выбор обосновать.
Показатели Вариант
1 2 3
Форма поперечного сечения выработки трапециевидная круглая арочная
Площадь поперечного сечения выработки в проходке, м2 9,4 20,6 11,8
Коэффициент крепости пород, f 12 5 5
Угол наклона выработки, град. 2 2 0
6. Рефлексия учебной деятельности, выводы, итог занятия
Проводится самооценка выполненной работы каждой группы, затем преподаватель дает оценку выполненной работы. Подводится итог занятия. Преподаватель дает задание для дальнейшей работы над темой урока (домашнее задание).
Домашнее задание: проработать конспект.
Заплавский Г.А., Лесных В.А. Горные работы, проведение и крепление горных выработок. – М.: Недра, 1986, с. 165-169.

Приложенные файлы


Добавить комментарий